交叉带式高速包刷分拣机的研究与仿真

交叉带式高速包刷分拣机的研究与仿真 重庆大学硕士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 交叉带式高速包刷分拣机的研究与仿真姓名谭刚申请学位级别硕士专业机械工程指导教师王世耕王锋20040508重庆大学工程硕士学位论文中文摘要摘要本文系统的分析了物流业在自动化分拣方面的状况并对具有高技术含量的交叉带式分拣机的总体 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 作了全面系统的论述。对于交叉带式分拣机的核心技术——供件系统以及智能小车作了详细的理论与实验性的研究。通过对设计原理的深入分析从理论上分析了两者工作的基本原理过程并形成模型同时对于模型的可行性进行了计算机动态仿真并对仿真的数据作了分析和比较论证了原理分析的正确性。通过细致的理论分析也对该项目中存在的弊病进行了评估并提出了完善的措施这将有利于该项目产业化的进程。本项目的研究为交叉带式分拣机的研究开发提供了坚实的理论基础具有重要的参考价值。关键词自动化分拣交叉带式分拣机物流仿真重庆大学工稃硕士学位论文英文摘要曲——重庆大学工程硕士学位论文绪论绪论选题白程意义及背景妲?州”?”传统含义上分拣就是把不同的物品按照一定的原则分门别类实现物件有序的空间位置搬移。在以前往往是通过人工的方式来完成这样一个工作通过人的感觉器官的识别并经过大脑的分析处理做出动作的决定在借助手或其他工具来实现物件的分拣处理。随着现代科技的高速发展原始的人工处理模式不能适应经济的发展这时具有搞技术含量的自动化处理模式逐渐成为现代分拣的主要实现方式。通过各种设备可以判别物件的体积、重量或者颜色等物理属性也可以自动识别各种载体信息依照不同的管理要求而设定的不同处理逻辑关系达到分拣的目的。由于大量的采用计算机控制技术现代化的分拣处理系统已经可以实现高效、准确的物件分拣工作并且广泛的运用在邮政、航空、烟草、药品以及服装等行业发挥着巨大的作用。但是传统意义上的分拣只是利用了其一部分的作用实际上分拣的目的并不仅仅局限在“分配”上在现代物流发展的过程中“分拣”的概念也是一个逐渐发展的过程。现在分拣的目的除了实现“分配”的过程还要达到“组合”的目的也就是说通过现代化的处理手段分拣已经不是简单的点对面的关系见图而是面对面的关系见图。这种关系使得自动化的处理设备较之以前的人工处理方式不是简单的以功能模块的形式出现在越来越复杂的环境要求下逐渐成为以系统处理模式的形式来实现高效快捷的工作。图从点到面图从面到面由于在初期人工处理模式具有单体初期费用低廉智能化程度相对较高等优点使得很多企业在业务处理量不大的情况下更愿意采用这种能直接产生效益的方式。但是随着社会服务整体水平的提高企业在激烈的市场竞争中逐渐的感到原有的物质基础具有一些无法克服的问题由于人员处理过程的不确定性无法实现准确的处理要求处理物件的工作精度低下造成系统的处理成本升高。在多品种的分拣作业中由于人工自身的条件局限无法达到系统期望的—重庆大学工程硕士学位论文绪论高效作业的要求使得服务响应的速度降低。虽然人工的初期投资较少但是其维持费用是一条不断上升的曲线总体消耗是相当巨大的直接造成企业利润的降低。人本身具有思想和情绪使得无法恒定的去评估企业的处理能力一方面造成冗余余量的增加从而增加成本另一方面无法给市场决策提供准确的数据基础。以上这些还不是基于人工处理造成问题的全部如果仔细的分析实际上还有很多方面这些弊病在企业面对现代社会高效、高质量服务的要求下就显得无能为力。而自动化分拣处理系统完全能够适应现代物流“面对面”的复杂分拣和组合的需要依靠高度一体化的机电配合能够实现高效、高精度的分拣任务。通过多年的发展邮件处理中心内部物件处理的技术水平一直紧跟世界上先进国家的进步步伐特别是对于自动化 分拣更是走在了当前国际先进技术水平的前列其根本的原因是由于自动化分拣从本质上就是邮件处理中心内部作业流程的关键环节。随着国家经济的飞速发展人民生活的日益丰富对于邮政包刷分拣的要求越来越高一些省市由于实际工作量的迫切要求从国外引进了两套先进的交叉带式分拣机。但是这些系统都同时存在几个方面的问题价格高昂需要大量的外汇。不能适应国内包刷分拣的复杂性使用成本高维护响应周期过长对操作人员的技术水平要求较高这些问题严重的制约了国内对于先进分拣系统的运用同时市场又具有很大的需求压力因此对于交叉带式高速包刷分拣机的研发成为迫在眉睫的重大项目并获得国家经贸委立项支持。《年国家重点创新项目》国内外发展情况在该研究之前国内还没有企业能够自主拥有交叉带式高速包刷分拣机的知识产权主要是以代理推广国外企业同类型产品的形式存在因此在采样比较中没有选择国内企业的类似产品作为本次分析的比较对象。此次分析是以国外两个具有最高技术水平的同类型的产品作为比较对象其中以及在业界是较为知名的专业系统制造商其产品代表了当前国际上先进的技术水平。下表就是本课题与国外两种同类型的系统产品作主要性能技术参数方面的比较以确定本课题技术水平。重庆大学工程硕士学位论文绪论表产品性能比较贵阳普天承载重量小于小于分拣效率小于小于大于运行噪音小于小于还仃递厦小于智能小车节距物件长度小于小于小于物件宽度小于小于小于物件高度小于小于小于直线电机驱动自带电机驱动驱动电源滑轨导电自带发电机滑轨导电通信方式智能滑轨通信红外通信智能滑轨通信自动动态称重 ??通过以上这些数据和技术性能的比较可见由于国外???自动体积测量?对中功能 物流发展水平较高、处理物件尺寸标准较好、使得设备处理的作业较为单一系统的处理能力又一定的针对性。但是国内物流发展的水平相对较低系统需要适应更大范围的要求因此本研究在吸纳了国外系统的先进处理模式的基础上进行综合处理集各家之长提出了能够适应国内需要并在整体技术水平上接近并达到当前世界的先进水平 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。本文的主要研究内容针对当前国内还没有能力设计、制造交叉带式分拣机的技术能力同时国内存在着巨大的市场需求。为了填补国内同类型系统的技术空白贵阳普天万向物流技术股份有限公司对该技术进行了研究综合国际上先进企业的性能技术特点进行了深入的理论和试验研究。作为具有高技术含量的系统设备——交叉带式分拣机是一种自动化的分拣处理设备较之以往的同类型系统具有更高的处理能力和适应能力是一种大型的光、机、电、信息技术一体化设备功能完备其配置和功能能够根据分拣中心的实际情况进行灵活方便的配置。整个系统主要由主体运行部分、供件系统、机架与轨道、分拣系统以及控制系统等几个主要的部分组成。本文主要是研究交叉带式分拣机在高速运行状态下为了达到平稳、迅速的将邮件准确处理的目的而对智能小车以及供件系统进行了各方面的理论研究同时根据理论研究的结果进行了计算机动态仿真的实验。重庆大学工程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案交叉带式分拣机的总体技术方案总体运行方案交叉带式分拣机是由一组小车组成的封闭输送分拣系统通过置于轨道总成中的直线电机驱动系统进行无机械接触的磁力传动将载有包件的小车送往预先设定的目标分拣口同时由于每个包件能够根据自动检测的物理参数与小车对中带有包件的小车在到达目标分拣口时小车自带电机启动带动小车上的输送带转动从而使包件滑入槽中。小车上的电机在控制系统的作用下可以带动皮带进行双向转动这样可以实现包件向两侧的分拣。整个运动参数受控于主控系统主机控制系统和供件系统控制系统组成的静态有线网络通 过智能滑触线系统滑轨总成来控制运动状态下小车的各项参数以保证邮件平稳进入小车中心和邮件的准确入格。由于在交叉带式分拣机没有采用重力分拣因此小车无翻转动作卸件的冲击被消除了而这种水平的无落差分拣使得卸包的过程平稳滑顺无冲击。可同时适应扁平件和包件的分拣硬件上没有本质的区别只是管理软件系统需要提供不同的模块选择。图系统不意图为了达到最基本的自动化分拣的目的需要四个部分的组成如图所示在控制系统的协调控制下实现物件从供件系统进入分拣主机进行分拣后由下件系统完成物件的物理位置的分类从而达到物件分拣的过程。供件系统是为了实现分拣主机的高效、准确的处理而存在的因此这个系统并不是绝对必需的。它的目的是为了保证等待分拣的物品在各种物理参数的自动测量过程中通过信息的识别和处理准确的送入高速移动的分拣主机中。出于单重庆大学工程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案台供件系统的处理能力往往会低于主机因此在一般的运用场合为了配合主机的高速、高效运转常常需要配备一定数量的高速自动供件系统以保证分拣的需要。但在一些场合比如低速自动化分拣过程中对主机的供件也可以由人工的方式来完成。分拣系统是整个系统的核心部分是实现分拣的主要执行系统。它的目的就是为了实现具有各种不同附载信息的物件在一定的策略逻辑关系的基础上实现物件的分配与组合。从形式上分拣系统可以是多个运载单体或功能段连接而成的能够循环运行的载体链也可以是单个载体独立形成的单向载体路径但一般前一种形式较为普遍。随着科学技术的发展分拣系统正朝着高速智能化的方向发展控制技术也越来越复杂系统组成越来越紧密实现的功能也越来越丰富这些都是社会经济发展的必然结果。通过近三十余年的发展分拣系统已经成为一个集声、光、电、气以及新技术、新工艺的高精度机电高度一体化的智能处理设备这也就使得分拣机技术成为一项具有较高档次技术的系统设备。下件系统是分拣处理的末端设备它的目的是为分拣处理后的物件提供暂时的存放位置并实现一定的管理功能。因此下件系统的变化由于使用环境的不同常常会较大所以根据不同的处理要求常常会使得下件系统的具体形式各种各样。同时为了达到一定的管理功能下件系统已经不是简单的供分拣后的物件暂时存放通过与各种电子器件的结合可以实现对数量、体积、重量等物理参数的检测和显示同时还能将这些信息传递给主控系统来处理。控制系统是整个分拣处理系统的大脑和神经它的作用不仅是将系统中各个功能模块有机的结合起来协调之间的工作更重要的是控制系统中的通信机能够与上层管理系统之间进行数据和管理策略的交换通过这种交换使得分拣系统成为整个物流管理系统紧密联系不可分割的一部分如图所示从总体来看交叉带式分拣机一般的布置形式如图所示主要采用环形的方式进行流程设计基本由供件系统、主体运载系统、机架与轨道、驱动系统以及分拣控制系统组成。重庆大学程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案图系统结构图一供件系统一机榘与轨道一分拣控制系统一主体运载系统一驱动系统图系统布置图辽口世?重庆大学工程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案主要技术概况供件系统供件系统如图所示是分拣机的组成部分用于将包件准确无误地送入指定的带式小车中。图供件系统不意图由于交叉带式分拣机采用直线电机驱动小车运行的速度很快供件系统进行了专门设计。每台供件系统由五级传送单元组成分别由编码级、测量级具有准动态称重功能、等待级、加速级以及导入级组成。供件系统采用多条窄皮带传动的形式有效的解决了输送胶带高速运转容易跑偏的缺陷。主要结构形式为焊接框架支撑的形式两侧有检修门可方面对 设备的维护工作。包件首先在编码级进行信息的录入然后在测量级上完成包件物理信息的采集能进行包件横向和纵向位置检测以确定各项参数包括长、宽、高、几何重心等的准确数值在获得这些参数后包件进入等待级一方面获得小车的同步信号另一方面取得包件的重量值待同步信号触发后迅速提高运行速度进入导入级达到上包所需的线性速度值从而在保证包件平稳性的前提下顺利供到预定小车的带面上同时包件的体积信息与该邮件信息一一对应 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 入数据库。一般的供件系统的主要参数如下编码级、测量级机架宽度带面高度重庆大学工程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案传送载荷电机功率等待级、加速级、导入级机架宽度带面高度传送载荷电机功率主体运载系统主体运载系统如图所示用于承接由供件机供给的包件并将包件送往预先设定的格口滑槽。带有包件的小车在到达预定的格口时被自带电机触发小车皮带运转使包件平稳滑入滑槽中。主体运载系统从结构上完全摒弃了链条结构而采用“拖车万向球绞”的方式互相搭扣运用行走轮形布置使得小车在高速水平转弯时既平稳又转动自如。同时在结构上根本性的解决了分拣机在大载荷情况下的承载倾翻不可靠、不平稳等缺陷。图运载系统示意图图运载系统示意图整个小车车架由特殊铝合金型材焊接而成其余主要部件为特殊铝合金型材焊接而成因而小车既轻又坚固。小车总成主要由车架总成、支架总成等组成。车架总成采用高强度铝合金拉压成型作为小车总成支撑为“”形状。车架上装有两个可摆动一定角度的垂直行走轮和两个水平限位轮。数个小车为一组每组中有一个小车装有一组集电器从滑触线上取电和通信以控制该组小车的功能车架相互之间通过万向球绞连接构成小车的运载系统。重庆大学工程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案图运载系统示意图行走轮采用高强度耐磨硬质胶轮其材料需通过试验后选定。行走轮直径定为中厚度为。内圈为钢芯并镶有轴承以提高其运行精度和降低运行噪音。水平轮采用高强度耐磨硬质胶轮结构与行走轮相同。型架采用高强度铝合金拉压成型型材焊接而成。用于支撑小车总成的上部结构。多个型架相互联接构成分拣机的传动系统由于采用型结构可方便地进行水平转弯同时可作为直线电机的次极其内镶嵌有纯铁可增加其导磁率。型材通过模具拉压成型形状精度高以保证其与直线电机初极的较小的间隙以提高驱动效率。支架总成采用两个用高强度铝合金压铸成型的支架分别与中间的连接支架传动带托板及驱、从动滚筒螺接成一个框架结构。框架用型螺栓固定在车架总成上。支架采用高强度铝合金压铸成型。本身铸成桁架网状结构以提高其刚度。传送带采用镶有导向条的高强度聚酯丝胶带横向稳定性佳表面有特殊花纹以增加摩擦系数皮带宽为中心距为支架上装有微调机构以调整传送带。驱、从动滚筒均采用铝合金滚筒与高强度工程塑料组合而成。其中驱动滚筒一端镶有连轴齿型带轮。由于支架上的轴承孔位均采用模压成型可精确的保证轴承位的加工精度和型位公差从而保证两滚筒的装配精度靠精度与导向条来保证皮带不跑偏。托板采用冷扎板模压成型下有加强筋以加强其强度和刚度。转弯附板采用塑料件模具成型。用插接螺压方式装在支架上以保证邮件在高速运行过程中在弯道上不因意外落入机器内。连接支架一二采用冷扎板模具成型。分别与两个铝合金支架连接其上分别装有控制单元、变频器和交流电动机。模具成型保证支架的尺寸精度端面形状的优化设计来保证其强度和便于器件的更换。重庆大学程硕士学位论文交叉带式分拣机的总体技术方案主体运载系统控制单元装在连接支架上具有管理并监控异步电机的频率、电流、电压功能、控制传送带的加速、变速运行动作。通过通信滑触线将小车 的工作状态报告给主控机。其外壳采用铝合金标准型材。驱动电动机根据物件额定的质量、小车承载能力及运行速度采用高启动转矩的特制电机。其快速起停功能及高启动力矩通过小车控制系统进行控制来满足其准确的接、卸重件功能。机架与轨道图轨道系统不意图直轨及弯轨道如图所示采用标准单元组合方式。标准单元长度为用优质钢板数控加工成型由于组焊时全部采用焊夹具可以严格达到较高的尺寸精度和形位公差等技术参数以保证小车运行的平稳程度按焊接工艺进行以保证。在机架轨道总成内留有动力线和信号线桥架以保证安全性能等的要求。机架采用单立柱与龙门相结合的形式单立柱采用中钢管。支架与设备采用法兰盘焊接后螺栓联接与地面采用法兰盘联接高度可微调。驱动系统驱动系统采用直线电机通过恒速闭环控制系统控制小车按照所需要的速度在分拣机轨道上行走。直线电机的次极和小车型合成一体直线电机的初极固定在导轨机架底部的安装板上其位置可在水平和垂直方向上针对于次极进行调节保证电机初级与次级之间的间隙从而使其产生的磁场推力达到最佳状态直接对小车进行无机械传动摩擦的磁力驱动。分拣机速度调节通过恒 速闭环控制系统控制使主体运载系统.